本階段試驗將以日本建築學會對於斷面修復工法使用之聚合物水泥砂漿品 質基準表為主要參考依據並進行相關試驗，包含撓曲強度、抗壓強度、黏結強度 (標準環境下和冷熱反覆循環環境下)、透水量、吸水量和長度變化，試驗方法係 根據JIS A 1171 ポリマーセメントモルタルの試験方法(Test methods for polymer-modified mortar)進行。
1. 材料配比 材使用之聚合物為粉末狀丁苯橡膠(styrene-butadiene rubber；SBR)，其 聚合物材料與水之比例(S/W)為 7%，且水與砂之比例和 W/ C 比同水泥
99
表
3- 3 各材料之代號
修復材料 代號
水泥砂漿(水灰比 0.50) F00SP00 水泥砂漿(含飛灰) F25SP00 聚合物水泥砂漿 F00SP07 聚合物水泥砂漿(含飛灰) F25SP07
無收縮水泥砂漿 NON-SHRINKAGE 環氧樹脂砂漿 EPOXY 水泥砂漿(水灰比 0.45) F00SP00-45
水泥砂漿(水灰比 0.6) F00SP00-60 (資料來源：本研究提供)
表
3- 4 修復材料之配比
(資料來源：本研究提供) 表
3- 5 基礎混凝土之配比
W/ C(%)
s/ a (%)
Gmax
(mm)
Unit amount(kg/ m3)
C W S G WRA*
60 48 15 300 180 833 903 0.5 WRA*：減水劑 (資料來源：本研究提供)
100
2. 試驗方法
配比之混合方法利用機器混合時，運轉模式以低速進行(機器自轉 轉速：每分鐘 140 轉，公轉轉速：每分鐘 62 轉)。首先，將水泥、細骨 材、聚合物粉末等摻料放入混合機中混合均勻，再加入水混合 3 分鐘。
暫停 3 分鐘，同時用刮勺刮掉槳上和鍋邊的混料。3 分鐘暫停結束後，
再次啟動攪拌機攪拌 2 分鐘，混合結束後，用勺子取出。
環氧樹脂砂漿則是依照廠商給予之施工方法進行，本研究先將主劑 A 劑與硬化劑 B 劑混和均勻後，再加入所需要的砂進行拌合，待 AB 劑 與砂混和均勻後，用勺子取出。
(1) 撓曲強度
撓曲強度試驗與 JIS A 1171 及 ASTM C348 試驗方法原理 相同，試體尺寸為40 mm × 40 mm × 160 mm，濕治養護至指 定齡期後再利用萬能試驗機和三點抗彎加壓板進行撓曲強度 試驗(如圖 3- 2)，每一指定齡期至少取 3 個數據之平均值至小 數點以下1 位。其三點抗彎公式為：
23 2
0 00234.f
S PL P
bh (1)
其中，Sf：撓曲強度(MPa)、P：最大破壞荷重(N)、L：試體支 點間距(mm)、b：試體寬度(mm)、h：試體高度(mm)。
圖
3- 2 撓曲強度試驗儀器
(資料來源：本研究提供)101
(2) 抗壓強度
JIS A 1171 之試體尺寸約為 40 mm × 40 mm x 160 mm 折 半(取撓曲強度試驗後，劈裂之試體進行抗壓試驗)，濕治養護 至指定齡期後利用萬能試驗機和特殊壓頭進行抗壓強度試驗 (如圖 3- 3)，每一指定齡期至少取 6 個數據之平均值至小數點 以下1 位。其抗壓強度公式為：
c 1600
P (2)
其中，σc：抗壓強度(MPa)、P：最大破壞荷重(N)。
圖
3- 3 抗壓強度試驗儀器
(資料來源：本研究提供) (3) 黏結強度黏結強度試驗 JIS A 1171 與 ASTM C1583 試驗方法原理 相同，將混凝土修補或覆蓋材料覆蓋在已處理好之基礎混凝土 表面，試體濕治養護至指定齡期後，先將測試區域切至基底混 凝土至少10 mm，再利用黏結劑將鐵片黏合於測試區域上，並 去除測試區域周圍多餘的黏結劑，待24 小時黏結劑乾固後，
以1500 ~ 2000 N/ min 之加載速度沿垂直方向直拉，直到試體 破壞修復或覆蓋材料與基礎混凝土分離破壞，使用之儀器如圖 3- 4 所示，本研究所有試體皆採用環氧樹脂膠作為拉片之黏結 劑，每一指定齡期至少取 5 個數據之平均值至小數點以下 1
102
位。其黏結強度公式為：
a 1600
T (3)
其中，σa：黏結強度(MPa)、T：最大破壞荷重(N)。
關於冷熱反覆循環環境，依 JIS A 1171 黏結強度試驗方 法，冷熱反覆循環的環境條件為：試體於20 oC 水中靜置 18 小 時後，放入恆溫恆濕箱中-20 oC 的環境下冷卻 3 小時，再將溫 度調至50 oC 加熱 3 小時，總計 24 小時，並做 10 天 10 個循 環。為符合臺灣氣候條件，並於指定齡期進行材料力學性能試 驗，故將試驗方式調整為：將試體至於恆溫恆濕箱時，環境濕 度保持為70%，溫度設定以 1 天為依循環，前 12 小時環境溫 度為10 oC，後 12 小時溫度升高至 50 oC，分別在第 7 個循環 和第28 個循環時取出試體進行後續工序及試驗。
圖
3- 4 黏結強度試驗儀器
(資料來源：本研究提供) (4) 透水量本研究參考JIS A 1171 之方法進行試驗。試體尺寸為 ϕ150 mm × 40 mm，經濕治養護至指定齡期後，先將試體至於 80℃
之環境乾燥48 小時後，將試體圓形面上的殘留物或污漬清除 後秤重，再對試體施加100 kPa 之水壓 1 小時，取出秤重。本 研究每一指定齡期取2 個數據之平均值至小數點以下 1 位。其 透水量公式為：
103
Drying Shrinkage(%)= 100
285 (7)
104
其中，CRD：試體長度(mm)-標稱長度(mm)、Initial CRD：初 始長度(mm)。
圖
3- 5 長度變化試驗儀器
(資料來源：本研究提供)105
第三節 新舊材料介面問題探討之建置規劃
據鋼筋混凝土結構修復補強設計參考手冊中提及之斷面修復法，其步驟係針 對混凝土表面出現鬆動或嚴重開裂之部分時，需先敲除鬆動之混凝土至堅實面，
再以高壓噴槍進行清除修飾作業，清除表面粉塵及鬆動碎屑，待乾燥後塗抹適當 之黏著劑於新舊混凝土介面上，並於黏著劑尚未硬化前以環氧樹脂砂漿、水泥系 砂漿等修復材進行填補，最後加以整平及養護(如圖 3- 6)。但是，根據現地調查 結果及建物使用者反應，修復區域之再劣化現象非常顯著，且大多未滿一年即發 生新舊材料分離或修復材料剝離，進而造成鋼筋裸露、鏽蝕等現象。此情形可能 係由於修復材料之黏結強度不足，或界面處理不確實。因此，量化黏著劑對於新 舊材料界面黏結強度之貢獻，對混凝土斷面修復材之修復效果，修復後是否能使 構件持續保有安全性、使用性和回復力學性能，皆是非常重要的課題。此外，建 研所108 年度執行之鋼筋混凝土建築物之耐久性能診斷相關研究中，有提出可依 診斷結果建議合適之修復工法，但其斷面修復工法之施作程序與有效性尚未經試 驗驗證。因此，本階段將針對常見之斷面修復工法進行試驗探討，對於新舊材料 接觸面之表面處理方式、粗糙程度之評定，及環氧樹脂黏結劑對增加黏結力之效 益、修復材料類型對黏結劑之影響等，會影響到修復材料之黏結度之因素，一併 探討並提出介面處理之建議。
圖
3- 6 斷面修復法
(資料來源：內政部建築研究所，2019)